หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชนิด ส่วนใหญ่แล้วจะทำหน้าที่ทั้งแปลง ขนาดของแรงดันไฟฟ้าให้เพิ่มขึ้น (Step-Up) หรือลดขนาดของแรงดันให้น้อยลง ( Step-Down) จากแรงดันไฟ 220 V ที่ จ่ายออกมาจากเต้าเสียบไฟฟ้าภายในบ้าน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในของอุปกรณ์นั้นๆ ว่าต้องการแรงดัน ไฟฟ้ามากหรือน้อย
หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer) ถ้าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ( ES) มีค่าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิ ( EP) จะเรียกหม้อแปลงชนิดนี้ว่า หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer) หรือ ES > EP ดังแสดงในรูป ถ้าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ทางด้านปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ 100 V และอัตราส่วนจำนวนรอบคือ 1:5 แรงดันไฟฟ้าที่ได้จากด้านทุติยภูมิจะมีขนาด 5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิ นั่นคือ เท่ากับ 500 V ทั้งนี้เนื่องจากเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากขดลวดปฐมภูมิ ไปตัดกับขดลวดที่มีจำนวนมากทางด้านทุติยภูมิ ดังนั้น การเหนี่ยวนำของแรงดันไฟฟ้าจึงเกิดขึ้นมากตามไปด้วย
จากตัวอย่างนี้จะเห็นได้ว่าอัตราส่วนระหว่างแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ต่อแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ อัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ
ตัวอย่าง จงคำนวณหาค่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ( ES) ถ้าใช้หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer) ที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ 1:6 โดยมีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขนาด 24 V จ่ายเข้าทางด้านปฐมภูมิ
หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันลง ( Step-Down Transformer) เพื่อที่จะคำนวณหาค่า VS ดังนั้นจึงจัดสมการใหม่ ดังนี้
หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันลง ( Step-Down Transformer)ถ้าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ( ES) มีค่าน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิ ( EP) จะเรียกหม้อแปลงชนิดนี้ว่า หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันลง ( Step-Down Transformer) หรือ ES < EP ดังแสดงในรูป ซึ่งค่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิมีค่าเท่ากับ
ดังนั้นจะเห็นว่า หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถที่จะแปลงแรงดันไฟฟ้า กระแสสลับทางด้านปฐมภูมิให้เป็นค่าแรงดันใดๆ โดยการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนจำนวนรอบของขดลวดภายในหม้อแปลงเท่านั้น หมายเหตุ ค่าสัมประสิทธิ์ความเหนี่ยวนำ ( k) จากสมการนี้จะสมมติให้มีค่าเท่ากับ 1 เสมอ ซึ่งหมายความว่า แกนที่ใช้พันขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นแกนเหล็ก ( k = 1)
กำลังงานไฟฟ้าและค่าอัตราส่วนของกระแสไฟฟ้า
กำลังงานที่ได้จากด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าใดๆ จะมีค่าเท่ากำลังงานที่มาจากด้านปฐมภูมิเสมอ ( PP = PS) และ กำลังงาน ( Power) สามารถคำนวณได้จากสูตร P= E X I ซึ่งถ้าแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหรือลดลง ก็จะทำให้กระแสไฟฟ้า เปลี่ยนแปลงลดลงหรือเพิ่มขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงดันไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ ทั้งนี้เพื่อที่จะทำให้กำลังงานที่ได้มีค่าคงที่ตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น ถ้าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิมีค่าเพิ่มขึ้น จะทำให้กระแสไฟฟ้าทางด้าน ทุติยภูมิมีปริมาณลดลง จึงจะทำให้กำลังงานด้านเอาต์พุตมีค่าเท่ากับกำลังงานด้านอินพุต
สำหรับกำลังงานทางด้านปฐมภูมิก็จะมีการ เปลี่ยนแปลงทั้งแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในลักษณะเดียวกันกับ ด้าน ทุติยภูมิ และทำให้ PS = PP ซึ่งแสดงว่ากำลังงานที่ได้ออกมานั้นไม่สามารถ จะเกิดขึ้นได้มากกว่ากำลังงานที่ป้อน เข้าไป ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า อัตราส่วนของกระแสไฟฟ้า จะเป็นสัดส่วนผกผันกับอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้า
และจากการที่อัตราส่วนของกระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนผกผันกับอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นจึงเป็นสัดส่วนผกผันกับ อัตราส่วนจำนวนรอบของขดลวดด้วยเช่นกัน
จัดสมการใหม่ให้อยู่ในรูปของความสัมพันธ์ระหว่าง อัตราส่วนของกระแสไฟฟ้าและจำนวนรอบของขดลวด จะได้สมการ ใหม่ซึ่งใช้ในการคำนวณหากระแสไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ดังนี้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น